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带有双支架的可收放的充气型风能伞帆装置制造方法及图纸

技术编号:6103037 阅读:551 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
带有双支架的可收放的充气型风能伞帆装置,含有伸出式可收放受力支架、充气的伞帆、充气抽气装置、伞帆拉索、反面拉索收放器、支架控制器以及支撑平台。伸出式可收放受力支架具有伸缩、仰角角度调节、悬挂伞帆以及承受拉力的功能,支撑平台具有随风向进行旋转角度调节的功能,受力支架还具有可以悬挂多个伞帆的多级结构的功能。本发明专利技术通过对伞帆的充气与抽气、反面拉索收放器以及受力支架的伸缩来实现伞帆的施放与收回。所提出的装置具有伞帆位置稳定、伞帆形状固定、受风面积大、受风位置较高、风能利用率高、放收操作简便等特点,具有很高的可靠性,既可以作为船舶航行的风力装置,也可以作为现有燃油动力船舶航行时的一个风力补充动力装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用海洋风能作为船舶航行动力的带有双支架的可收放的充气型风能伞帆装置,属于船舶动力及风能利用

技术介绍
当今的大部分能源来源是化石燃料煤、石油以及天然气,以现在的使用速度,已知的剩余煤矿矿藏将在约200年后被用完,而石油和天然气将在不到100年内使用殆尽。化石燃料在使用时会造成大量的环境污染,其中包括导致全球变暖的温室气体。当太阳能辐射到地球表面上时,由于受热不均,将引起大气的流动,加上季节的不同以及地球的自转,在海洋上将形成有规律的季风,这些风为船舶的航行提供了无尽的能源及动力。早在5000多年前,就出现了大型的帆船,开始穿越于地中海之间;为适应各种类型的自然风,帆船的帆、桅杆以及船体逐渐向着精细化、专业化方向发展。在“大航海时代” 的15世纪到19世纪中期,快速帆船、纵帆船、战舰以及各种各样的多帆帆船遍及了全球的海洋,人们充分利用帆船及风能探索海洋、发现新大陆,为推动人类的文明发展做出了重要的贡献。风能是可再生或可持续的能源,在各种风能资源中,海上的风能具有较强的规律性,当然在风力大小以及风向上也具有一定的随机性,因此,可以将风能作为现有船舶动力的一个重要补充,可以节约大量的燃油。在现代船舶中,也出现了带动力的帆船,其结构都是在船体上安装固定桅杆及布帆,并根据风向及航向来控制帆布展开的方向。如1980年下水的“新爱德丸号”货轮,该船在甲板上树立着高高的桅杆,桅上的支架撑起布帆,采用计算机分析风力和天气的情况,并计算出帆和发动机的最佳使用方案,当风力较大以及风向合适时,就可以完全依靠风能来拉动船舶进行航行,当风力及方向不适时,可以综合利用船舶上的内燃机动力以及风力来进行航行,即使将风力仅作为燃油发动机的“额外”补充,就能够节省至少20%的燃料。目前,国际上的货物流通主要通过海上运输来完成的,每年由于海上运输所消耗的燃油能源占到相当大的比重,如何充分利用海上的风能来驱动船舶、或作为现有燃油船舶的动力补充,是目前所应当考虑的问题。对于固定桅杆的帆船,一般都有较高的桅杆,当风力较大时,会产生较大的倾翻力矩,固定的桅杆及布帆将在船舶甲板上占据较大的空间。对于风速来说,随着高度的变化将有明显的不同,该现象称为风切变;一般情况下,因风切变现象产生的风速为高度的幂函数关系;因此,较高位置的风速大,具有较高的风能利用率。因此,具有固定桅杆的帆船因施放布帆的空间较低,造成受风效率较低;若增加固定桅杆的高度以及布帆的面积,也将带来一系列的安全隐患,并且,在船舶进出港口时会由于较高的桅杆也会带来较多的问题。海上风能为可再生的一次能源,若能够直接利用作为动力,无需能量的转换(如发电就需要进行多次的转换),这本身就可以提高风能利用的效率,若能够利用较高位置的风能,则还能进一步提高利用率,因此,将海上的风能作为现有动力船舶的补充将是一个重要发展的方向,关键是需要设计并制造出安全可靠、使用方便、成本较低的风能驱动装置。近年来,出现了一些利用风能的专利技术设想,如“伞状风帆船” Q00810036632.8)专利技术者曾攀, 杨沾沛 申请人:清华大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带有双支架的可收放的充气型风能伞帆装置,含有充气型第一伞帆(1)、充气型串联第二伞帆(2)、第一伞帆正面拉索(5)、第二伞帆正面拉索(6)、充气伞面(11)、充气扩撑伞环(12)、充气抽气装置(15)以及伞帆充气软管(16),其特征在于:所述装置含有第一伸出式可收放支架(3)、第二伸出式可收放支架(4)、调整仰角的支架(14)和放收装置支撑平台(18);在充气型第一伞帆上设有与该伞帆中心线对称布置的第一伞帆的第一气流孔(9)和第一伞帆的第二气流孔(10),在充气型串联第二伞帆上设有与该伞帆中心线对称布置的第二伞帆的第一气流孔(23)和第二伞帆的第二气流孔(24),所述的第一伸出式可收放支架(3)的一端与放收装置支撑平台(18)铰连接,另一端穿过第一伞帆的第一气流孔(9)及第二伞帆第一气流孔(23),所述的第二伸出式可收放支架(4)的一端与放收装置支撑平台铰连接,另一端穿过第一伞帆的第二气流孔(23)和第二伞帆的第二气流孔(10);在所述的第一伸出式可收放支架连接和第二伸出式可收放支架上分别设有正面拉索收放器(34),所述的第一伞帆正面拉索(5)通过正面拉索收放器(34)与所述的第一伸出式可收放支架连接,第二伞帆正面拉索(6)通过正面拉索收放器(34)与所述的第二伸出式可收放支架连接;两个伸出式可收放支架之间通过横向连接装置(13)相连接;所述的调整仰角的支架(14)的两端分别通过铰连接与放收装置支撑平台(18)和横向连接装置(13)相连。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:曾攀杨沾沛
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:11

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